现场总线控制系统(第2章)课件.ppt

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1、现场总线控制系统现场总线控制系统湖南大学电气与信息工程学院王辉现场总线控制系统现场总线控制系统第2章现场总线技术现场总线控制系统第2章现场总线技术2.1网络通信基础2.3现场总线通信模型2.4基金会现场总线2.5PROFIBUS现场总线2.6CAN总线2.2开放式系统互连参考模型现场总线控制系统2.5PROFIBUS总线一、概述一项研究课题PROFIBUS是PROcessFIeldBus（过程现场总线）的缩写。PROFIBUS的标准规范作为一个研究课题（1987—1990）得到了德国政府的大力支持和资助，由12家组织（公

2、司）和5家德国研究所共同开发研究。这12家公司是：ABB、AEG、Bosch、Honeywell、Kloechner-Moeller、Landis-Gyr、PhonenixContact、Rheinmetall、RMP、Sauter-Cumulus、Schleicher、Siemens。德国国家标准1989年发布了第一个PROFIBUS的草案，作为德国国家标准DIN19245的第1部分和第2部分，它被定义为PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）。1993年发布了被定义为PRO

3、FIBUS-DP（DecentralizedPeripherials）的第3部分。现场总线控制系统2.5PROFIBUS总线欧洲标准1993年CENELEC成立了一个工作组，来制定和发展欧洲的现场总线标准。工作组进行了充分的技术论证和市场调研，经过1995年和1996年的两轮投票，在1996年12月发布了欧洲现场总线的标准EN50170。当时EN50170包括PROFIBUS（FMS、DP）、P-NET和WorldFIP。在1998年PROFIBUS-PA也纳入了EN50170中。国际标准现场总线IEC61158标准更是

4、个经过激烈战斗后的产物。在IEC61158中，PROFIBUS（包括DP和PA，没有FMS）成为第3种标准现场总线。后来又对IEC61158进行的补充中，PROFIBUS补充得最多，主要是对DP在原有的V0的基础上增加了DP-V1和DP-V2，更重要的是PROFINET成为了第10种现场总线标准。现场总线控制系统2.5PROFIBUS总线最成功的现场总线到目前为止，超过50万个PROFIBUS网络，近1600万个各种PROFIBUS设备稳定运行在工业现场；250多个制造和供应商提供2000多种PROFIBUS产品。同时，

5、PROFIBUS形成了世界范围内的支持网络，1989年在德国成立了PROFIBUS用户组织（PNO），目前在23个国家有地区性的RPAs（RegionalPROFIBUSAssociations），在15个国家有近30个PCCs（PROFIBUSCompetencyCentres），所有这些机构都可以为广大的用户提供技术培训、咨询和交流等方面的技术支持。现场总线控制系统2.5PROFIBUS总线现场总线控制系统2.5PROFIBUS总线二、ProfiBus技术特点Porfibus支持主从系统、纯主站系统、多主多从混合系统

6、等几种传输方式。主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。主站可采取对所有站点广播,或有选择地向一组站点广播。现场总线控制系统2.5PROFIBUS总线用一根串行的数字总线替代传统的并行24V信号和4...20mA模拟信号通

7、过一根双芯屏蔽电缆连接中央控制器和现场设备同样适用于防爆环境和有安全要求的应用：一个系统适合于不同的应用数据和电源通过同一根电缆传输（PA）对于所有的设备，只需要一个通用的组态和工程工具连接不同厂商的设备开放的、不依赖于厂商的现场总线，并符合IEC61158国际标准现场总线控制系统2.5PROFIBUS总线三、PROFIBUS组成部分PROFIBUS-DP:用于传感器和执行器级的高速数据传输，它以DIN19245的第一部分为基础，根据其所需要达到的目标对通信功能加以扩充，DP的传输速率最高可达12Mbit/s，一般构成单

8、主站系统，主站、从站间采用循环数据传输方式工作。PROFIBUS-PA具有本质安全特性，它实现了IEC61158-2规定的通信规程。PROFIBUS-PA是PROFIBUS的过程自动化解决方案，PA将自动化系统和过程控制系统与现场设备，如压力、温度和液位变送器等连接起来，代替了4-20mA模拟信号传输技术。因此，PA